KR20190022169A

KR20190022169A - 용철제조장치 및 용철제조방법

Info

Publication number: KR20190022169A
Application number: KR1020170108130A
Authority: KR
Inventors: 이형정; 최태화
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2019-03-06
Also published as: KR102015423B1

Abstract

용융로로 공급되는 연료와 원료의 장입 분포를 보다 자유롭고 효과적으로 제어할 수 있도록, 원료와 연료를 장입시켜 용철을 제조하는 용융로, 및 상기 용융로로 원료와 연료를 장입하는 공급부를 포함하고, 상기 공급부는 용융로로 공급되는 원료와 연료를 수용하는 호퍼, 상기 호퍼 출측에 연결되어 호퍼에서 배출되는 원료와 연료를 각각 분리하여 저장하고 필요시 적어도 일부를 배출하는 복수의 저장빈, 상기 저장빈에 연결되어 저장빈에서 배출되는 원료 또는 연료를 용융로 내부로 장입하는 분배기를 포함하는 용철제조장치를 제공한다.

Description

용철제조장치 및 용철제조방법 {APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING MOLTEN IRONS}

연료 및 원료 장입 방법을 개선한 용철제조장치와 용철제조방법을 개시한다.

일반적으로, 용철을 제조하기 위해 용융로 위쪽에서 원료인 철광석과 연료인 코크스(이하, 장입물이라 한다)를 내부에 층상으로 넣고, 하부로는 열풍과 미분탄을 불어넣는다. 용융로 내부에서 철광석이 환원되어 용철로 제조된다.

용융로 하부에서는 코크스와 산소의 연소 반응이 일어나고 상부에서는 철광석의 환원 반응이 일어난다. 이때, 코크스나 철광석 등 노 내 장입물의 분포에 따라 용융로 내부를 흐르는 가스의 분포가 달라진다.

노 내 장입물 분포가 좋으면, 조업이 안정적으로 이루어지고 높은 생산량을 얻을 수 있다. 노 내 상황(이하, 노황이라 한다)이 좋지 않은 경우에는 안정 조업이 되지 않는다.

노황 불량은 크게 통기성 불량, 원주 밸런스 불량, 장입물 강하 불량 및 노열 불량 정도로 나눌 수 있다. 이러한 노황 불량은 모두 노내 장입물과 밀접한 연관을 가지고 있다.

따라서, 용철 제조에 있어서, 장입물 분포 제어는 노황을 결정하는 매우 중요한 요소이다. 장입물 분포는 용융로 내부를 흐르는 기체의 분포와 철광석의 환원 수준, 통기성 및 원주 밸런스 등을 결정한다. 이에, 보다 안정적인 생산성 유지를 위해서는 조업에 따라 장입물 분포를 효과적으로 제어할 필요성이 있다.

용융로로 공급되는 연료와 원료의 장입 분포를 보다 자유롭고 효과적으로 제어할 수 있도록 된 용철제조장치 및 용철제조방법을 제공한다.

다양한 연료와 원료를 구분하여 저장하고 있다가 원하는 비율로 혼합하여 필요한 위치에 효과적으로 장입할 수 있도록 된 용철제조장치 및 용철제조방법을 제공한다.

석탄 장입 구조를 개선하여 용융물과 환원가스의 흐름을 안정화할 수 있도록 된 용철제조장치 및 용철제조방법을 제공한다.

본 구현예의 용철제조장치는, 원료와 연료를 장입시켜 용철을 제조하는 용융로, 및 상기 용융로로 원료와 연료를 장입하는 공급부를 포함할 수 있다.

상기 공급부는 용융로로 공급되는 원료와 연료를 수용하는 호퍼, 상기 호퍼 출측에 연결되어 호퍼에서 배출되는 원료와 연료를 각각 분리하여 저장하고 필요시 적어도 일부를 배출하는 복수의 저장빈, 상기 저장빈에 연결되어 저장빈에서 배출되는 원료 또는 연료를 용융로 내부로 장입하는 분배기를 포함할 수 있다.

상기 저장빈은 적어도 두 개 이상의 원료빈을 포함하고, 상기 원료빈은 각각 입경에 따라 원료를 구분하여 수용하는 구조일 수 있다.

상기 원료빈은 입경이 상대적으로 작은 소립 원료를 수용하는 소립원료빈, 및 입경이 상대적으로 큰 대립원료를 수용하는 대립원료빈을 포함할 수 있다.

상기 저장빈은 적어도 두 개 이상의 연료빈을 포함하고, 상기 연료빈은 각각 입경에 따라 연료를 구분하여 수용하는 구조일 수 있다.

상기 연료빈은 입경이 상대적으로 작은 소립 연료를 수용하는 소립연료빈, 및 입경이 상대적으로 큰 대립연료를 수용하는 대립연료빈을 포함할 수 있다.

상기 저장빈 출측과 상기 분배기 사이에 연결되고 저장빈에서 배출되는 원료 또는 연료를 수용하여 분배기로 공급하는 공급빈을 더 포함할 수 있다.

상기 호퍼는 상기 공급빈에 연결되어 호퍼 내 원료 또는 연료를 상기 공급빈으로 바로 공급할 수 있다.

본 구현예의 용철 제조 방법은, 원료와 연료를 용융로에 장입하고 산소를 취입하여 용철을 제조하는 용철제조방법으로, 원료와 연료를 이송하여 공급하는 공급단계, 공급된 원료와 연료를 분배기를 통해 용융로에 장입하는 장입단계를 포함할 수 있다.

상기 공급단계는, 이송된 원료와 연료를 호퍼에 수용하는 수용단계, 호퍼에서 배출되는 원료 또는 연료를 복수의 저장빈에 각각 분리하여 저장하는 저장단계, 각 저장빈에 저장된 원료 또는 연료 중 적어도 일부를 분배기로 공급하는 배출단계를 포함할 수 있다.

상기 저장단계에서, 상기 저장빈은 적어도 두 개 이상의 원료빈을 포함하여, 원료의 입경에 따라 원료를 각 원료빈에 구분하여 저장할 수 있다.

상기 저장단계에서, 원료의 입경에 따라 입경이 상대적으로 작은 소립 원료와 입경이 상대적으로 큰 대립원료를 구분하여 저장할 수 있다.

상기 저장단계에서, 상기 저장빈은 적어도 두 개 이상의 연료 빈을 포함하여, 연료의 입경에 따라 연료를 각 연료빈에 구분하여 저장할 수 있다.

상기 저장단계에서, 연료의 입경에 따라 입경이 상대적으로 작은 소립 연료와 입경이 상대적으로 큰 대립연료를 구분하여 저장할 수 있다.

상기 공급단계는, 호퍼에 수용된 원료 또는 연료를 분배기로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 공급단계는, 노황 상태에 따라 장입될 원료나 연료의 종류나 비율 및 장입 위치를 설정하는 단계, 현재 장입하고 있는 장입물과 비교하여 종류가 같은지 여부를 확인하는 단계, 장입물의 종류가 다른 경우 대기하고, 같은 경우 분배기의 위치를 계산하는 단계, 분배기가 지정된 위치에 도달하였을 때 저장되어 있는 장입물을 분배기로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 분배기 위치 계산 단계는, 분배기의 회전 속도와 장입물 공급 후 분배기에 도달하는 시간을 연산하여 이루어질 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 구현예에 의하면, 원료와 연료를 구분 저장하여 필요한 양만큼을 적정 비율로 장입할 수 있어, 용융로로 공급되는 연료와 원료의 장입 분포를 보다 자유롭고 효과적으로 제어할 수 있게 된다.

또한, 노황 개선을 위한 장입물 선택의 폭을 넓힘으로써, 다양한 연료와 원료를 구분하여 원하는 위치에 보다 효과적으로 장입할 수 있게 된다.

노황에 맞춰 장입물을 선택하여 원하는 위치에 투입함으로써, 노 내 통기도를 용이하게 조절할 수 있고, 용융물의 흐름과 환원가스의 흐름을 원활하게 유지할 수 있게 된다.

이에, 용융로 내 노황 악순환을 막고 조업의 유연성을 크게 증가시킴으로써, 생산성을 증대시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용철제조장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 용철제조장치의 장입물 공급부 배치 구조를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 용철제조장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용철제조장치의 장입물 공급부 배치 구조를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용철제조장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용철제조장치의 장입물 공급부 배치 구조를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 용융로에 장입물을 공급하기 위한 제어 과정을 나타낸 개략적인 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 설명에서, 원료는 철을 포함하는 물질일 수도 있다. 예를 들면, 원료는 철광석일 수 있다. 연료는 석탄을 포함하는 물질일 수 있다. 예를 들면, 연료는 코크스일 수 있다. 장입물이라 함은 용융로 내에 투입되는 원료와 연료 모두를 지칭할 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 용철제조장치를 개략적으로 도시하고 있다. 도 2는 제1 실시예에 따른 용철제조장치의 장입물 공급부 배치 구조를 개략적으로 나타내고 있다.

도 1에 도시한 용철제조장치는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 용철제조장치를 다른 형태로 변형할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 용철제조장치는 용융로(10), 용융로(10) 상부로 원료와 연료를 장입하는 공급부(20)를 포함할 수 있다. 이외에 원료와 연료를 용융로(10)까지 이송하는 이송라인 등 필요에 따라 기타 다른 장치를 더 포함할 수 있다.

공급부(20)는 용융로(10)로 공급되는 원료와 연료를 수용하는 호퍼(30), 호퍼(30) 출측에 연결되어 호퍼(30)에서 배출되는 원료와 연료를 각각 분리하여 저장하고 필요시 적어도 일부를 배출하는 복수의 저장빈(50), 저장빈(50)에 연결되어 저장빈(50)에서 배출되는 원료 또는 연료를 용융로(10) 내부로 장입하는 분배기(40)를 포함할 수 있다.

용융로(10) 상단에 호퍼(30)와 저장빈(50)이 용융로(10)를 향해 순차적으로 설치된다. 용융로(10) 내측에는 상기 저장빈(50)과 연결되어 원료와 연료를 용융로(10) 내부로 장입하는 분배기(40)가 설치된다.

분배기(40)는 용융로(10) 내에서 원주방향을 따라 원료와 연료를 장입하고 분포를 제어한다. 예를 들어, 분배기(40)는 장입물의 투입방향을 전환하는 선회슈트(42), 선회슈트(42)를 회전시키고 틸팅 각도를 가변시키는 제어부(44)를 포함할 수 있다. 이에, 분배기(40)는 원주방향을 따라 선회슈트(42)를 회전시키고 틸팅 각도를 가변시킴으로써, 장입물을 낙하 위치를 조절하여 용융로(10) 내부의 원하는 영역으로 장입물을 투입할 수 있다.

원료와 연료는 호퍼(30)로 이송된 후 호퍼(30)에서 저장빈(50)에 저장되고, 저장빈(50)에 연결된 분배기(40)를 통해 용융로(10) 내에 장입되어 충전층을 형성한다.

본 실시예에서, 공급부(20)는 호퍼(30)로 공급된 원료와 연료를 구분하여 각각 별개의 저장빈(50)에 저장하고, 필요시에 필요한 양만큼만 분배기(40)로 공급하는 구조로 되어 있다.

이와 같이, 호퍼(30)와 분배기(40) 사이에 원료와 연료를 구분하여 저장하고 필요 양만을 배출하는 저장빈(50)이 설치됨으로써, 필요한 곳에 필요한 장입물을 구분하여 원하는 비율이나 양으로 장입할 수 있게 된다. 따라서 노황에 따라 장입 분포를 자유롭게 조절하여 노황이 나빠지는 것을 방지하고, 노황 복구 역시 신속하게 수행할 수 있게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 상기 저장빈(50)은 적어도 두 개 이상의 원료빈(51)을 포함하고, 상기 원료빈(51)은 각각 입경에 따라 원료를 구분하여 수용하는 구조일 수 있다.

원료빈(51)은 입경이 상대적으로 작은 소립 원료를 수용하는 소립원료빈(54), 및 입경이 상대적으로 큰 대립원료를 수용하는 대립원료빈(53)을 포함할 수 있다.

이에, 원료를 입경 크기에 따라 대립원료빈(53)과 소립원료빈(54)에 각각 분리하여 저장할 수 있다. 따라서, 필요한 때에 각 원료빈(51)으로부터 대립원료 또는 소립원료를 구분하여 용융로(10) 내에 장입할 수 있게 된다.

저장빈(50) 또한 적어도 두 개 이상의 연료빈(52)을 포함하고, 상기 연료빈(52)은 각각 입경에 따라 연료를 구분하여 수용하는 구조일 수 있다.

연료빈(52)은 입경이 상대적으로 작은 소립 연료를 수용하는 소립연료빈(56), 및 입경이 상대적으로 큰 대립연료를 수용하는 대립연료빈(55)을 포함할 수 있다.

이에, 연료를 입경 크기에 따라 대립연료빈(55)과 소립연료빈(56)에 각각 분리하여 저장할 수 있다. 따라서, 필요한 때에 각 연료빈(52)으로부터 대립연료 또는 소립연료를 구분하여 용융로(10) 내에 장입할 수 있게 된다.

여기서, 저장빈(50)이라 하면 모든 원료빈(51)과 연료빈(52)을 지칭하며, 원료빈(51)이라 하면 대립원료빈(53)과 소립원료빈(54) 모두를 지칭하고, 연료빈(52)이라 하면 대립연료빈(55)과 소립연료빈(56) 모두를 지칭할 수 있다.

두 개의 원료빈(51) 및 두 개의 연료빈(52)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 호퍼(30)를 중심으로 원주방향을 따라 90도 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 소립원료빈(54)과 대립원료빈(53)이 마주보도록 배치되고, 그 사이에서 소립연료빈(56)과 대립연료빈(55)이 마주보도록 배치될 수 있다.

저장빈(50)은 상단이 호퍼(30)에 연결되며, 하단이 분배기(40)와 연결된다. 저장빈(50)의 상단과 호퍼(30) 사이에는 개폐장치가 설치되어 필요한 때에 저장빈(50)과 호퍼(30) 사이를 개방한다. 저장빈(50)의 하단과 분배기(40) 사이에도 개폐장치가 설치되어 필요한 때에 저장빈(50)과 분배기(40) 사이를 개방한다.

저장빈(50)의 크기나 배치 구조는 용융로(10)의 크기나 높이 등 설비 사양 또는 기타 운전 조건에 따라 다양하게 설정가능하다.

본 실시예의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 호퍼(30)로 공급된 장입물은 원료나 연료에 따라, 또한 입경 크기에 따라 구분되어 소립원료빈(54), 대립연료빈(55), 대립원료빈(53) 및 소립연료빈(56)에 공급되어 각각의 저장빈(50)에 저장된다. 저장빈(50) 상단의 개폐장치가 개방되어 호퍼(30)에서 각 저장빈(50)으로 해당 장입물이 공급되어 저장된다. 원주방향으로 배치된 각 저장빈(50)은 순서대로 분배기(40)와 연결되어 저장빈(50)에 저장된 장입물을 분배기(40)로 공급한다. 분배기(40)는 저장빈(50)에서 공급된 장입물을 용융로(10) 내에 장입한다.

이러한 구조의 경우, 분배기(40)로 공급된 장입물에 따라 호퍼(30)로부터 해당 저장빈(50)에 장입물을 공급하게 된다. 예를 들어, 현재 연료빈(52)에서 분배기(40)로 연료를 공급하여 장입 중이면 호퍼(30)에서도 연료를 공급하고, 호퍼(30) 균압이 완료되면 호퍼(30)와 연료빈(52) 간의 게이트를 열여 연료를 연료빈(52)에 공급하여 저장한다.

호퍼(30)로부터 일측 저장빈(50)으로 장입물이 공급되는 상태에서, 다른 저장빈(50)으로부터 저장된 장입물이 분배기(40)로 공급되어 장입이 이루질 수 있다. 저장빈(50)과 분배기(40) 사이 균압이 이루어진 상태에서 저장빈(50) 하단의 개폐장치가 개방작동되어 내부에 저장된 장입물을 분배기(40)로 공급한다. 분배기(40)는 저장빈(50)에서 배출된 장입물을 용융로(10) 내부로 장입한다. 이에, 호퍼(30)를 통해 원료를 공급하는 과정에서 원하는 저장빈(50)을 분배기(40)와 연결하여 필요한 장입물을 선택적으로 공급할 수 있게 된다.

각 저장빈(50)은 장입물을 저장하고 있다가, 원하는 시간동안 개방작동되어 필요한 양만큼의 장입물을 분배기(40)로 공급한다. 이에, 조업자가 원하는 대로 용융로(10) 내 통기도를 조절할 수 있게 된다.

원료나 연료의 혼합에 따른 통기도는, 예를 들어 원료인 대립, 소립 철광석이 섞일수록 나빠지고, 연료인 코크스가 포함될수록 증가한다. 즉, 통기도는 대립 철광석 + 소립 철광석 < 대립 철광석 < 대립 철광석 + 소립 코크스 < 소립 코크스 < 대립 코크스 순으로 증가한다.

본 실시예의 경우 원료인 철광석인 대립과 소립으로 구분되어 각 원료빈(51)에 저장되고, 연료인 코크스 역시 대립과 소립으로 구분되어 각 연료빈(52)에 저장된다. 이에, 원하는 저장빈(50)을 개방하여 통기도에 따라 필요한 연료 또는 원료의 비율을 달리하여 분배기(40)로 공급함으로써, 원하는 곳에 필요한 장입물을 장입할 수 있게 된다.

종래 구조의 경우 용융로(10) 상부 장입빈에서 불출되는 원료나 연료를 그대로 받아 회전 슈트(42)를 통해 용융로(10) 내부로 장입하였다. 이러한 구조의 경우 장입물의 선택의 폭이 제한적이어 통기도 조절이 쉽지 않았다. 반면 본 실시예의 경우 장입물의 통기도에 따라 원하는 통기성을 갖는 장입물의 비율을 조절하여 국부적으로 장입할 수 있어, 로 내 통기성과 원주 밸런스를 충분히 확보할 수 있게 된다.

도 3과 도 4는 용철제조장치의 또 다른 실시예를 나타내고 있다.

이하, 도 3과 도 4를 참조하여 본 실시예를 설명한다.

이하 설명에서 이미 설명된 구성부에 대해서는 동일한 도면부호를 기재하며 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 용철제조장치는 용융로(10), 용융로(10) 상부로 원료와 연료를 장입하는 공급부(20)를 포함할 수 있다. 이외에 원료와 연료를 용융로(10)까지 이송하는 이송라인 등 필요에 따라 기타 다른 장치를 더 포함할 수 있다.

공급부(20)는 용융로(10)로 공급되는 원료와 연료를 수용하는 호퍼(30), 호퍼(30) 출측에 연결되어 호퍼(30)에서 배출되는 원료와 연료를 각각 분리하여 저장하고 필요시 적어도 일부를 배출하는 복수의 저장빈(50), 저장빈(50)에 연결되어 저장빈(50)에서 배출되는 원료 또는 연료를 용융로(10) 내부로 장입하는 분배기(40), 및 저장빈(50) 출측과 분배기(40) 사이에 연결되고 저장빈(50)에서 배출되는 원료 또는 연료를 수용하여 분배기(40)로 공급하는 공급빈(60)을 포함할 수 있다.

또한, 호퍼(30)와 공급빈(60) 사이에는 공급라인(62)이 직결 설치되어, 호퍼(30) 내 원료 또는 연료를 상기 공급빈(60)으로 바로 공급할 수 있는 구조로 되어 있다.

용융로(10) 상단에 호퍼(30)와 저장빈(50) 및 공급빈(60)이 용융로(10)를 향해 순차적으로 설치된다. 용융로(10) 내측에는 상기 공급빈(60)과 연결되어 원료와 연료를 용융로(10) 내부로 장입하는 분배기(40)가 설치된다.

원료와 연료는 호퍼(30)로 이송된 후 호퍼(30)에서 공급빈(60)으로 공급되거나, 저장빈(50)에 저장된다. 저장빈(50)에 저장된 원료나 연료는 필요한 경우에 적절한 비율로 공급빈(60)으로 공급된다. 공급빈(60)으로 공급된 연료나 원료는 분배기(40)를 통해 용융로(10) 내에 장입된다.

저장빈(50)은 원료가 저장되는 원료빈(51)과 연료가 수용되는 연료빈(52)을 포함한다. 원료빈(51)은 입경이 상대적으로 작은 소립 원료를 수용하는 소립원료빈(54), 및 입경이 상대적으로 큰 대립원료를 수용하는 대립원료빈(53)을 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 연료가 저장되는 하나의 연료빈(52)과, 소립 원료빈(51) 및 대립원료빈(53) 이렇게 3개의 저장빈(50)이 구비된다.

이에, 원료와 연료를 구분하여 저장하고, 원료의 경우 입경 크기에 따라 대립원료빈(53)과 소립원료빈(54)에 각각 분리하여 저장할 수 있다. 따라서, 필요한 때에 연료빈(52)으로부터 연료를 장입하고, 각 원료빈(51)으로부터 대립원료 또는 소립원료를 구분하여 용융로(10) 내에 장입할 수 있게 된다.

두 개의 원료빈(51) 및 하나의 연료빈(52)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 호퍼(30)를 중심으로 원주방향을 따라 간격을 두고 배치될 수 있다.

저장빈(50)은 상단이 호퍼(30)에 연결되며, 하단이 공급빈(60)에 연결된다. 저장빈(50)의 상단과 호퍼(30) 사이에는 개폐장치가 설치되어 필요한 때에 저장빈(50)과 호퍼(30) 사이를 개방한다. 저장빈(50)의 하단과 공급빈(60) 사이에도 개폐장치가 설치되어 필요한 때에 저장빈(50)과 공급빈(60) 사이를 개방한다.

또한, 호퍼(30)는 공급라인(62)을 통해 공급빈(60)에 연결되어, 공급빈(60)으로 원료 및 연료를 공급한다. 공급라인(62)에도 역시 개폐장치가 구비되어 호퍼(30)와 공급빈(60) 사이를 개폐한다. 공급빈(60)은 저장빈(50) 또는 호퍼(30)에서 공급되는 원료나 연료를 분배기(40)로 공급하여 용융로(10) 내에 장입한다. 공급빈(60)과 분배기(40) 사이에는 개폐장치가 구비되어 공급빈(60)을 개폐한다.

본 실시예의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 호퍼(30)로 공급된 장입물은 공급라인(62)을 통해 하단 공급빈(60)으로 공급된다. 또한, 원료나 연료에 따라, 또한 입경 크기에 따라 구분되어 대립원료빈(53), 소립원료빈(54) 및 연료빈(52)에 공급되어 각각 저장된다.

공급빈(60)으로 이송된 운료나 연료는 공급빈(60)에서 분배기(40)로 공급되고, 분배기(40)를 통해 용융로(10) 내에 장입된다.

또한, 공급빈(60)과 분배기(40)를 거친 연료와 원료 장입 과정에서, 호퍼(30)로부터 연료와 원료가 구분되어 상시로 각 저장빈(50)에 채워져 저장된다. 호퍼(30)는 이송된 원료나 연료를 공급빈(60)으로 계속 공급해야 하므로, 저장빈(50)의 장입물 사용시 공급빈(60)에 장입물을 채운 후 남은 양을 해당 저장빈(50)에 공급하여 저장한다.

저장빈(50)에 원료나 연료가 분리 저장된 상태에서 필요한 경우 일측 저장빈(50)이 개방되어 저장된 원료를 분배기(40)로 공급할 수 있다. 저장빈(50)과 분배기(40) 사이 균압이 이루어진 상태에서 저장빈(50) 하단의 개폐장치가 개방작동되어 내부에 저장된 장입물을 분배기(40)로 공급한다. 분배기(40)는 저장빈(50)에서 배출된 장입물을 용융로(10) 내부로 장입한다. 이에, 원하는 저장빈(50)을 분배기(40)와 연결하여 필요한 장입물을 선택적으로 공급할 수 있게 된다. 각 저장빈(50)은 장입물을 저장하고 있다가, 원하는 시간동안 개방작동되어 필요한 양만큼의 장입물을 분배기(40)로 공급한다. 이에, 조업자가 원하는 대로 용융로(10) 내 통기도를 조절할 수 있게 된다.

도 5와 도 6은 용철제조장치의 또 다른 실시예를 나타내고 있다.

이하, 도 5와 도 6을 참조하여 본 실시예를 설명한다.

본 실시예는 도 2와 도 3에 도시된 실시예와 비교하여 저장빈(50)의 개수가 상이할 뿐 다른 구성요소는 모두 동일하다. 이에, 이미 설명된 구성부에 대해서는 동일한 도면부호를 기재하며 그 상세한 설명은 생략한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서 저장빈(50)은 원료가 저장되는 원료빈(51)과 연료가 수용되는 연료빈(52)을 포함한다. 원료빈(51)은 입경이 상대적으로 작은 소립 원료를 수용하는 소립원료빈(54), 및 입경이 상대적으로 큰 대립원료를 수용하는 대립원료빈(53)을 포함할 수 있다.

두 개의 원료빈(51) 및 두 개의 연료빈(52)은 호퍼(30)를 중심으로 원주방향을 따라 90도 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 소립원료빈(54)과 대립원료빈(53)이 마주보도록 배치되고, 그 사이에서 소립연료빈(56)과 대립연료빈(55)이 마주보도록 배치될 수 있다.

본 실시예의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 호퍼(30)로 공급된 장입물은 공급라인(62)을 통해 하단 공급빈(60)으로 공급된다. 또한, 원료나 연료에 따라, 또한 입경 크기에 따라 구분되어 대립원료빈(53), 소립원료빈(54) 및 대립연료빈(55)과 소립연료빈(56)에 공급되어 각각 저장된다.

본 실시예의 경우, 원료 뿐만 아니라 연료가 입경 크기에 따라 대립연료 및 소립연료로 구분되어 저장됨에 따라 더 효과적으로 통기도 조절을 수행할 수 있게 된다.

이하, 본 실시예에 따른 용철 제조 과정에 대해 설명한다.

용융로(10)의 상부로 원료와 연료가 공급되어 용융로(10) 내에 장입되고, 용융로(10) 하부로 산소가 취입되어 용철을 제조한다.

원료와 연료를 용융로(10) 내부로 공급하는 과정에서, 이송된 원료와 연료는 호퍼(30)에 수용되고, 호퍼(30)에서 배출되는 원료 또는 연료는 복수의 저장빈(50)에 각각 분리하여 저장되며, 각 저장빈(50)에 저장된 원료 또는 연료 중 적어도 일부를 배출하여 분배기(40)로 공급하게 된다.

예를 들어, 호퍼(30)로 공급된 원료는 입경 크기에 따라 상대적으로 입경이 큰 원료는 대립원료빈(53)으로 공급되어 저장되고, 상대적으로 입경이 작은 원료는 소립원료빈(54)에 저장된다.

호퍼(30)로 공급된 연료 역시 입경 크기에 따라 상대적으로 입경이 큰 연로는 대립연료빈(55)으로 공급되어 저장되고, 상대적으로 입경이 작은 연료는 소립연료빈(56)에 저장된다.

정상적인 조압 하에서는, 호퍼(30)로 공급된 원료는 분배기(40)로 공급되고, 분배기(40)는 선회슈트(42)를 회전 구동하여 연료와 원료를 용융로(10) 내에 적층하여 장입한다.

이 상태에서 로 내 통기성이 저하되거나 노황이 좋지 않은 경우에는 저장빈(50)에 저장된 장입물을 종류별로 원하는 양만큼 필요한 곳에 장입함으로써, 통기성과 노황을 개선할 수 있게 된다.

예를 들어, 통기성과 원주 밸런스가 불량인 경우, 로 내의 기체 흐름이 한쪽으로 집중된다. 이때 근본적인 처치 방법은 기체가 집중적으로 흐르는 곳에 소립 철광석을 투입하여 기체 흐름을 차단하고, 기체가 흐르지 못하는 곳에 코크스를 투입하여 기체 흐름을 열어주는 것이다. 종래의 경우 언급한 바와 같이 철광석과 코크스가 번갈아가며 그대로 장입되는 구조로, 필요한 곳에 필요한 장입물을 공급하지 못하여 문제를 해결하기 힘들다. 그러나, 본 실시예의 경우, 장입물이 종류에 따라 입경에 따라 각 저장빈(50)에 구분 저장되어 있어서, 필요시 조업자가 원하는 대로 소립 철광석을 기체 흐름이 집중된 곳에 투입하고, 대립의 코크스를 기체 흐름이 막힌 곳에 투입하여 로 내 통기성과 원주 밸런스를 조절할 수 있게 된다.

따라서, 기체 편류가 발생되는 취발(channeling)과 같은 대형사고를 예방하고, 사고 발생시 노황 복구 역시 빠르게 진행할 수 있게 된다. 즉, 본 실시예를 통해 노황이 나빠지기 전에 철광석 또는 코크스를 입경에 따라 원하는 비율로 섞어 투입하여 노황의 저하, 생산량의 저하를 방지할 수 있게 된다.

도 7은 본 실시예에 따라 용융로에 장입물을 공급하기 위한 제어 과정을 개략적으로 나타내고 있다. 도 7을 참조하여 저장빈에 저장되어 있는 각 원료나 연료를 공급하는 과정을 설명한다.

먼저, 노황 상태에 따라 장입될 원료나 연료의 종류나 비율 및 장입 위치를 설정한다. 예를 들어, 용융로 내 편류가 발생된 경우 대립 철광석 및 소립 철광석을 어느 정도의 비율로 장입할 것인가를 결정할 수 있다.

장입물에 대한 설정이 완료되면, 용융로 내에 현재 장입하고 있는 장입물과 비교하여 종류가 같은지 여부를 확인한다. 그리고, 장입물의 종류가 다른 경우 대기하고, 장입물의 종류가 현재 장입하고 있는 것과 경우 분배기의 위치를 계산한다.

예를 들어, 대립의 코크스를 장입하는 것으로 설정되고, 현재 용융로 내에 장입하고 있는 장입물이 대립의 코크스인 경우에는 종류가 같으므로, 바로 분배기의 위치를 계산한다. 반대로, 현재 용융로 내에 장입하고 있는 장입물이 대립의 코크스가 아닌 경우에는 대기한다.

여기서, 상기 분배기 위치 계산 단계는, 분배기의 회전 속도와 장입물 공급 후 분배기에 도달하는 시간을 연산하여 이루어질 수 있다.

분배기가 지정된 위치에 도달하였을 때 저장빈을 개방하여 원하는 장입물을 분배기로 공급한다. 이에, 분배기를 통해 원하는 위치에 필요한 장입물이 투입됨으로써, 노황을 용이하게 개선할 수 있게 된다.

예를 들어, 용융로의 90도 방향으로 기체의 원주밸런스가 무너져 편류가 발생한 경우에 있어, 본 실시예와 종래 방식에 따른 해결 과정을 살펴보면 다음과 같다.

종래의 경우, 편류가 발생하게 되면 풍량을 낮추어 열려있는 바람길을 막아 조업을 수행하였다. 이 경우 생산량이 감소되고 가스 이용률 감소에 따른 노열 감소도 수반되며, 편류 억제에 대한 성공률도 좋지 않았다.

본 실시예의 경우, 분배기의 회전슈트 회전 속도를 고려하여 회전슈트가 90도 방향에 위치할 때만 대립 철광석과 소립 철광석을 동시에 투입함으로써, 편류를 억제할 수 있게 된다. 용융로 내 다른 방향에서는 소립원료빈을 닫아 대립 철광석만 장입할 수 있다.

이와 같이, 종래의 경우 원료와 연료의 통기도를 조절할 수 없고 빈에서 불출되는 데로 장입하는 반면에, 본 실시예의 경우 저장빈을 구비하여 원료와 원료를 구분 저장하여 필요에 따라 바로 섞어져 쓸수 있어, 조업 유연성이 크게 증가하게 된다.

이에, 종래 소립 철광석과 대립 철광석 및 소립 코크스와 대립 코크스를 별도로 순차적으로 장입하던 조업에서, 본 실시예와 같이 노황에 따라 이를 적절히 섞어 필요한 곳에 장입함으로써, 환원가스 이용률이 증가되고, 노황에 보다 적극적으로 대처할 수 있게 된다.

따라서, 용융로 조업이 악순환에 빠지는 것을 막아 수만톤에 이르는 생산량의 감소 및 장기적인 노황 부조를 조기에 막을 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 용융로 20 : 공급부
30 : 호퍼 40 : 분배기
42 : 회전슈트 44 : 제어부
50 : 저장빈 51 : 원료빈
52 : 연료빈 53 : 대립원료빈
54 : 소립원료빈 55 : 대립연료빈
56 : 소립연료빈 60 : 공급빈
62 : 공급라인

Claims

원료와 연료를 장입시켜 용철을 제조하는 용융로, 및 상기 용융로로 원료와 연료를 장입하는 공급부를 포함하고,
상기 공급부는 용융로로 공급되는 원료와 연료를 수용하는 호퍼, 상기 호퍼 출측에 연결되어 호퍼에서 배출되는 원료와 연료를 각각 분리하여 저장하고 필요시 적어도 일부를 배출하는 복수의 저장빈, 및 상기 저장빈에 연결되어 저장빈에서 배출되는 원료 또는 연료를 용융로 내부로 장입하는 분배기를 포함하는 용철 제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 저장빈 출측과 상기 분배기 사이에 연결되고 저장빈에서 배출되는 원료 또는 연료를 수용하여 분배기로 공급하는 공급빈을 더 포함하는 용철 제조 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 호퍼는 상기 공급빈에 연결되어 호퍼 내 원료 또는 연료를 상기 공급빈으로 바로 공급하는 용철 제조 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저장빈은 적어도 두 개 이상의 원료빈을 포함하고, 상기 각 원료빈은 입경에 따라 원료를 구분하여 수용하는 구조의 용철 제조 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 원료빈은 입경이 상대적으로 작은 소립 원료를 수용하는 소립원료빈, 및 입경이 상대적으로 큰 대립원료를 수용하는 대립원료빈을 포함하는 용철 제조 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 저장빈은 적어도 두 개 이상의 연료빈을 포함하고, 상기 각 연료빈은 입경에 따라 연료를 구분하여 수용하는 구조의 용철 제조 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 연료빈은 입경이 상대적으로 작은 소립 연료를 수용하는 소립연료빈, 및 입경이 상대적으로 큰 대립연료를 수용하는 대립연료빈을 포함하는 용철 제조 장치.
원료와 연료를 용융로에 장입하고 산소를 취입하여 용철을 제조하는 용철제조방법으로, 원료와 연료를 이송하여 공급하는 공급단계, 공급된 원료와 연료를 분배기를 통해 용융로에 장입하는 장입단계를 포함하고,
상기 공급단계는, 이송된 원료와 연료를 호퍼에 수용하는 수용단계, 호퍼에서 배출되는 원료 또는 연료를 복수의 저장빈에 각각 분리하여 저장하는 저장단계, 및 각 저장빈에 저장된 원료 또는 연료 중 적어도 일부를 분배기로 공급하는 배출단계를 포함하는 용철 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 공급단계는, 호퍼에 수용된 원료 또는 연료를 분배기로 공급하는 단계를 더 포함하는 용철 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 공급단계는, 노황 상태에 따라 장입될 원료나 연료의 종류나 비율 및 장입 위치를 설정하는 단계, 현재 장입하고 있는 장입물과 비교하여 종류가 같은지 여부를 확인하는 단계, 장입물의 종류가 다른 경우 대기하고, 같은 경우 분배기의 위치를 계산하는 단계, 및 분배기가 지정된 위치에 도달하였을 때 저장되어 있는 장입물을 분배기로 공급하는 단계를 더 포함하는 용철 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 분배기 위치 계산 단계는, 분배기의 회전 속도와 장입물 공급 후 분배기에 도달하는 시간을 연산하여 이루어지는 용철 제조 방법.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저장단계에서, 상기 저장빈은 적어도 두 개 이상의 원료빈을 포함하여, 원료의 입경에 따라 원료를 각 원료빈에 구분하여 저장하는 용철 제조 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 저장단계에서, 원료의 입경에 따라 입경이 상대적으로 작은 소립 원료와 입경이 상대적으로 큰 대립원료를 구분하여 저장하는 용철 제조 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 저장단계에서, 상기 저장빈은 적어도 두 개 이상의 연료 빈을 포함하여, 연료의 입경에 따라 연료를 각 연료빈에 구분하여 저장하는 용철 제조 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 저장단계에서, 연료의 입경에 따라 입경이 상대적으로 작은 소립 연료와 입경이 상대적으로 큰 대립연료를 구분하여 저장하는 용철 제조 방법.